Исследование бросает вызов научным убеждениям, согласно которым способ полета птиц — например, ныряет, скользит или взмахивает крыльями — играет первостепенную роль в эволюции формы их крыльев. Это также указывает на то, что может быть труднее, чем считалось ранее, сделать вывод о летном поведении ранних птиц и первых летающих динозавров только по окаменелостям.Джулия Кларк, доцент кафедры геологических наук Школы геонаук Джексона Техасского университета, провела работу с Ся Ван, научным сотрудником, получившим докторскую степень, который руководил исследованием. Их исследование было опубликовано в октябре в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Крылья птиц, в отличие от жестких крыльев самолета, гибкие и меняют форму во время полета. Таким образом, их геометрия и очертания крыла могут не рассказать всей истории о конкретном стиле полета или среде, сказал Кларк.«Мы многое приняли как должное. Птицы — не самолеты», — сказал Кларк.
Сравнивая геометрию между видами и кладами — группами организмов, которые произошли от общего предка — исследователи обнаружили, что эволюционно близкородственные птицы имеют схожую структуру крыльев, даже если птицы демонстрируют очень разные стили полета. Например, альбатросы, пингвины и гагары, несмотря на то, что они очень отличаются друг от друга, принадлежат к кладе Aequornithes и имеют очень похожую форму крыльев.
Это первое исследование, в котором анализируется геометрия крыльев у всех основных групп птиц. Исследователи проанализировали более 100 фотографий крыльев разных видов птиц.В целом, анализ видов из девяти основных птичьих клад показал, что форма крыльев стала более разнообразной по мере того, как разные клады расходились с ранними предками, сказал Кларк.
Исследователи обнаружили интересное исключение из этой тенденции в крыльях воробьиных птиц — кладу, в которую входят певчие птицы. Вместо формы крыльев, которые напоминают более близких родственников, их форма напоминает Galliformes, отдаленно родственный отряд, который включает птиц, таких как куры и индейки, прямые предки которых были одними из первых птиц на планете.«Эти маленькие певчие птицы имеют общие аспекты геометрии крыльев, особенно относительную длину скрытых перьев, с некоторыми из ранних видов птиц, но имеют очень разные размеры тела, экологию и стили полета», — сказал Кларк.
Кларк и Ван также изучали скрытые перья у этих птиц. Они обнаружили, что поперек клады эти перья, покрывающие основание маховых перьев, имеют примерно одинаковую длину независимо от того, находятся ли они на верхней или нижней стороне крыла. По словам Кларка, сходство скрытых перьев как на одном крыле, так и между кладами ставит под сомнение их функцию.
Было высказано предположение, что некоторые из верхних покрытий могут играть сенсорную роль, а нижние или подкрыльные покрытия — роль в аэродинамике. Но сходство в распределении и организации скрытых перьев на обеих сторонах крыльев предполагает, что такие разные роли не могут иметь место, сказал Кларк.«Нет никакой существующей гипотезы, объясняющей эту закономерность», — сказал Кларк. «Итак, теперь возникает вопрос, почему длина этих перьев имеет тенденцию быть одинаковой и почему они демонстрируют одинаковые тенденции у разных птиц.
Мы могли бы искать объяснение развития или функциональное».